A mariposa Spodoptera frugiperda, conhecida popularmente como lagarta-do-cartucho, causa enormes prejuízos a várias culturas agrícolas, como milho, soja, algodão, cana-de-açúcar, trigo, entre outras. Além da capacidade de se alimentar de diferentes espécies de plantas, o inseto-praga apresenta resistência aos inibidores de protease - as enzimas presentes nos vegetais capazes de inibir as atividades das proteínas digestivas como a tripsina e a quimotripsina.

Pesquisadores da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) e da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa, vinculada ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, desenvolveram um estudo para identificar novos genes de proteases desta praga e analisá-los do ponto de vista estrutural e de expressão gênica. Os trabalhos permitiram a identificação de novas proteases produzidas pela lagarta.

Essas enzimas e mais dez genes conhecidos que as codificam foram submetidos a uma análise de expressão gênica, por meio da técnica de PCR em tempo real, realizada na Esalq. As análises foram feitas com o tecido intestinal das lagartas alimentadas durante 48 horas com dieta artificial contendo inibidores de proteinases de soja. Os resultados permitiram levantar a hipótese de que os insetos expressam um grande número de proteases em resposta à dieta contendo inibidores.

Além disso, uma extensa análise in silico possibilitou verificar que algumas proteases que tiveram grande aumento de expressão eram capazes de se ligar com alta afinidade ao inibidor, esgotando os inibidores livres do meio e permitindo que outras proteases pudessem desempenhar seu papel, indicando que os insetos estariam burlando os mecanismos de defesa da planta. Esta estratégia foi nomeada como “protein flare”, algo semelhante ao que fazem as aeronaves de combate para confundir e se livrar do ataque de mísseis guiados por calor.

As pesquisas foram conduzidas pelo Laboratório de Biologia Molecular de Plantas do Departamento de Genética da Esalq-USP, em Piracicaba, em parceria com o Laboratório de Biologia Computacional da Embrapa Informática Agropecuária (Campinas, SP) e com o Laboratório de Biologia Molecular do Departamento de Genética e Evolução da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

Prêmio

Os autores do trabalho “Caracterização estrutural da interação de Serino Proteinases de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) e Inibidores de Proteinases de Plantas” foram premiados com o “SBBQ Award” pelo melhor trabalho apresentado durante a 40ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular (SBBq), realizada em Foz do Iguaçu, no Paraná, de 30 de abril a 3 de maio. A autoria é dos pesquisadores Marcelo M. Brandão, Lígia H. Arruda, Daniel S. Moura e Marcio C. Silva Filho, da Esalq-USP; Goran Neshich e Izabella A. P. Neshich, da Embrapa Informática Agropecuária; e Wilson Malagó Júnior, da UFSCar. De acordo com Brandão, a pesquisa indica um novo mecanismo de evasão das defesas da planta que ainda não havia sido cogitado.

Os estudos das bases estruturais alimentares de uma praga como essa representam um grande potencial tanto do ponto de vista da pesquisa científica quanto para aplicação no mercado. “Esses estudos abrem boas perspectivas para encontrarmos inibidores que possam bloquear a ação da lagarta”, conta o pesquisador Goran Neshich.

Os próximos passos das pesquisas moleculares incluem o mapeamento de todas as enzimas produzidas pela lagarta e o estudo das implicações estruturais de algumas peculiaridades dessas enzimas. O principal desafio dos pesquisadores é descobrir como fazer o controle biológico da Spodoptera frugiperda que causa graves prejuízos à agricultura brasileira.

Texto: Nadir Rodrigues (MTb/SP 26.948)
Embrapa Informática Agropecuária
Contatos: (19) 3211-5747
nadir@cnptia.embrapa.br